The utility model discloses a series pulse enhanced internal grinding bit. The utility model is different from the conventional PDC drill bit, and the utility model designs a pulse generating and reinforcing device, a negative pressure suction device and a cutting inner grinding device. Pulse generation and enhancement device comprises a feeding cavity, resonant cavity, transition flow, pulse enhancement cavity, impact wall, feedback channel, diversion area, organ pipe structure based on the initial pulse jet excited by liquid resonance, based on the Herm Holtz oscillator, pulse jet enhanced through the formation of large scale vortex structure; negative pressure suction device includes a reverse high speed flow, jet, blade, pumping cavity with high speed characteristics in reverse jet pumping cavity negative pressure pumping cuttings back, reduce cuttinghold effect, improve ROP; cutting internal grinding device includes a mixing cavity, throat, cavity, inner cavity, internal grinding, grinding the diffusion chamber, pressure force, water wedge effect based on crushing debris, in favor of mudcarrying, removing cuttings bed.
【技术实现步骤摘要】
本技术属于油气井钻井领域,具体设计一种用于串联型脉冲增强式内磨钻头。
技术介绍
风琴管通过激发液体共振产生初始脉冲射流,由于结构简单,产生效率高等优点,其产生的脉冲射流以其非对称、非均匀、不稳定特性,相对常规稳态射流,可极大提高水力辅助破岩效率,同时在钻头附近形成局部低压区,减少环空液体柱压力对井底岩石的压持效应。理论研究和现场试验均证明脉冲射流在钻井领域有着相当广阔的应用前景,而将脉冲射流运用于钻头设计也已经被理论和实验证明其可行性。脉冲射流容易衰减,如何增强脉冲射流,尤其是阶段性地增强脉冲射流,越来越受到相关技术人员的重视。赫姆霍兹振荡器具有结构简单,无附加驱动源,靠自身结构就能产生脉冲射流等优点,通过形成大尺度的涡环结构,对风琴管产生的脉冲射流进行增强,提高水力破岩、清岩效率。射流泵在采油、固井等领域已经得到大规模的应用,而如何将射流泵理论应用于岩屑的清岩、携岩却是一个新问题,将基于射流泵的负压抽汲理论应用于新型钻头的设计是一个新方向,也为清除水平井岩屑床提供一种新思路。水平井钻井中,往往由于携岩不利、清岩不及时导致岩屑堆积,产生岩屑床,严重制约着机械钻速和钻井成本,导致憋泵、蹩钻,甚至卡钻等钻井复杂事故的发生。常规的解决方法多为提高钻速、增大排量、添加润滑剂,通过短距离上提下放钻具,将钻头附近的大颗粒岩屑推回井底重复破碎,虽然有一定的效果,但是降低了机械钻速,不能从根本上清除水平井岩屑床。产生岩屑床一个很重要的原因就是大颗粒岩屑得不到有效地粉碎,理论研究和现场试验都充分证明,小尺寸岩屑的携岩效率明显优于大尺寸岩屑。因此将大颗粒岩屑粉碎为更小粒径可 ...
【技术保护点】
一种新型串联型脉冲增强式内磨钻头,其特征在于设计了脉冲生成与增强装置、负压抽汲装置和岩屑内磨装置:所述的脉冲生成与增强装置包括进给腔、谐振腔、过渡流道、脉冲增强腔、冲击壁、反馈流道、分流区,进给腔、谐振腔、过渡流道、脉冲增强腔、反馈流道、分流区均为共轴圆柱形构造,依次对接连通,其中分流区出口与反向高速流道、下喷流道相连通;进给腔管径与过渡流道管径相同,为反馈流道管径的1.5倍;谐振腔管径与脉冲增强腔管径相同,为反馈流道管径的3倍;分流区管径与谐振腔相同;冲击壁附于脉冲增强腔底部,为150°锥形结构于反馈流道相交;所述的负压抽汲装置包括反向高速流道、下喷流道、刀翼、抽汲腔;反向高速流道、下喷流道均与分流区相连通,反向高速流道出口在混合腔,下喷流道出口在钻头本体端部;抽汲腔与钻头端部排屑槽相连通,出口在混合腔;所述的岩屑内磨装置包括混合腔、喉道、加速腔、内磨腔、内磨体、扩散腔;混合腔与反向高速流道、抽汲腔相连通,内侧与喉道对接连通;喉道与加速腔对接连通,为圆柱形构造,管径为加速腔的0.5倍;加速腔与内磨腔相连通,两者轴线呈138°夹角,为圆柱形构造;内磨腔为棱柱形结构,其横截面为加速腔圆形 ...
【技术特征摘要】
1.一种新型串联型脉冲增强式内磨钻头,其特征在于设计了脉冲生成与增强装置、负压抽汲装置和岩屑内磨装置:所述的脉冲生成与增强装置包括进给腔、谐振腔、过渡流道、脉冲增强腔、冲击壁、反馈流道、分流区,进给腔、谐振腔、过渡流道、脉冲增强腔、反馈流道、分流区均为共轴圆柱形构造,依次对接连通,其中分流区出口与反向高速流道、下喷流道相连通;进给腔管径与过渡流道管径相同,为反馈流道管径的1.5倍;谐振腔管径与脉冲增强腔管径相同,为反馈流道管径的3倍;分流区管径与谐振腔相同;冲击壁附于脉冲增强腔底部,为150°锥形结构于反馈流道相交;所述的负压抽汲装置包括反向高速流道...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏征,刘永升,高德利,
申请(专利权)人:中国石油大学北京,
类型:新型
国别省市:北京;11
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